射频芯片常使用QFN等无引脚封装,PCB焊接推荐使用回流焊工艺。然而在研发、返修以及小批量生产场合,需要手工焊接,须严格控制焊接工艺以确保芯片射频性能与可靠性。无引脚封装芯片不可使用电烙铁,也不推荐热风枪,建议使用热台从PCB背面加热焊接的工艺,同时尽量模拟回流焊工艺要求的温度曲线。
工艺流程
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避免射频PCB错误工艺
沉金焊盘金层(0.05~0.1μm)本身为优良的可焊表面,焊接时金会溶解到焊料中,暴露出镍层形成可靠金属间化合物(IMC)。
沉金工艺已为焊接优化,额外涂锡反而可能引入以下问题:
锡氧化:涂锡层暴露后易氧化(SnO₂),需更高活性焊膏或更强力助焊剂。
阻抗影响:高频射频应用中,锡层厚度不均可能改变传输线阻抗(沉金表面更平整)。
工艺冗余:增加手工涂锡步骤导致焊盘厚度不均,影响贴片精度,可能发生粘连。
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准备工作
PCB预处理
芯片处理
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芯片对位与固定
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热台参数设置
冷却阶段:降温速率 ≤4°C/s,避免焊点结晶不良或元件开裂。
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加热焊接
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冷却与清洁
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焊后检测
目检:检查引脚有无桥接、偏移或焊膏不足。
如果有条件进行X射线检测:重点观察底部散热焊盘的气孔率(要求≤20%)。
电性能测试:验证射频参数(如S参数、插损)是否达标。
关键注意事项
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温度控制
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机械应力与静电防护
零接触操作:焊接完成后避免按压芯片或PCB弯曲。
ESD防护:全程使用防静电工作台及工具。
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返修限制
同一位置返修次数≤2次,避免多次高温导致PCB分层或焊盘剥离。
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保障射频性能
总结
无引脚射频芯片焊接时,优选使用回流焊。研发测试、返修和小批量可使用热台焊接。PCB背面热台需精准控温,并严格检测焊点质量。核心在于温度均匀性与焊膏量控制,以确保射频性能与长期可靠性。